Ослепительные силикатные облака горячего нептуна LTT 9779 b
Категория: ЭкзопланетыНаблюдения спутником ChEOPS вторичного минимума в системе LTT 9779 показало, что альбедо планеты LTT 9779 b в оптическом диапазоне достигает ~0.8, что сравнимо с альбедо Венеры. Планета окутана яркими облаками из оксидов титана и силикатов.
Владислава Ананьева
Горячий нептун LTT 9779 b был представлен в сентябре 2020 года. Планета попадает в середину «пустыни горячих нептунов» – ее масса оценивается в 29.3 ± 0.8 масс Земли, радиус – в 4.7 ± 0.2 радиусов Земли, а орбитальный период составляет всего 19 часов. Планета вращается вокруг своей звезды на расстоянии 3.9 звездных радиусов и сильно раскалена – ее эффективная температура достигает 1978 ± 19 К.
Высокая температура LTT 9779 b сделала ее привлекательной целью для наблюдений вторичного минимума – небольшого ослабления полного блеска системы при заходе планеты за звезду. В октябре 2020 года появились сразу две работы, посвященные наблюдениям вторичного минимума в системе LTT 9779 с помощью «Спитцера» в лучах с диной волны 3.6 и 4.5 мкм. Также исследователям удалось пронаблюдать фазовую кривую (вращаясь вокруг своей звезды, планета демонстрирует смену фаз подобно фазам Луны). Как выяснилось, теплоперенос на ночную сторону LTT 9779 b не эффективен, и ночное полушарие планеты гораздо прохладнее дневного (его температура ниже 1100 К). Кроме того, яркостные температуры дневного полушария в лучах с длиной волны 3.6 и 4.5 мкм оказались существенно разными – 2305 ± 141 К и 1800 ± 120 К, соответственно. Тогда это объяснили сильным поглощением в полосе угарного газа, расположенной вблизи 4.5 мкм.
10 июля 2023 года в онлайн-версии журнала Astronomy&Astrophisics появилась статья, посвященная наблюдениям вторичного минимума в системе LTT 9779 с помощью спутника ChEOPS. В отличие от «Спитцера», ChEOPS наблюдал LTT 9779 в оптическом диапазоне. Пронаблюдав десять вторичных минимумов, авторы оценили их среднюю глубину в 115 ± 24 ppm, что соответствует геометрическому альбедо 0.80 +0.10/-0.17, сравнимому с альбедо Венеры. Планета оказалась окутана ослепительно яркими облаками.
Авторы провели моделирование свойств атмосферы LTT 9779 b с учетом не только собственных наблюдений, но и более ранних наблюдений этой системы «Спитцером» и TESS. Они нашли, что металличность атмосферы как минимум в 400 раз превышает солнечную. Обогащенность тяжелыми элементами приводит к конденсации оксидов титана и силикатов (преимущественно силиката магния), образующих плотные облака. Это приводит к качественному скачку – если при металличности меньше 200 вычисленное альбедо планеты близко к 0.01, при росте металличности до 400 и 1000 альбедо увеличивается до 0.45 и 0.75, соответственно.
- Эмиссионный спектр дневного полушария LTT 9779 b и его сравнение с предсказаниями атмосферных моделей с разным уровнем металличности относительно солнечного. Измерение ChEOPS показано синим цветом, измерения TESS и «Спитцера» – черным цветом. Внизу графика показаны спектральные полосы, в которых велись измерения. С наблюдениями согласуются только модели с металличностью в 400 и 1000 раз больше солнечной.
Высокое содержание тяжелых элементов можно объяснить селективным улетучиванием водорода под действием мощного ультрафиолетового излучения близкой звезды и/или частичным переполнением планетой своей полости Роша и истечением протяженной водородной атмосферы (в этом случае нептун LTT 9779 b раньше был легким газовым гигантом, но существенно «облетел», сохранив в своем составе преимущественно тяжелые элементы).
Приливное взаимодействие LTT 9779 b с родительской звездой приводит к постепенному, но неуклонному снижению его орбиты. Примерно через 610 млн. лет планета упадет на родительскую звезду.
Источник: https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2023/07/aa46117-23/aa46117-23.html